CN110161463A - 无线通信系统中雷达信号检测的方法、系统及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无线通信系统中雷达信号检测的方法、系统及介质，包括：脉冲宽度获取步骤：对检测窗口内的输入信号，搜索脉冲信号，记录下脉冲信号的起始位置和结束位置，获取脉冲信号的脉冲宽度及脉冲周期；信号过零点检测步骤：根据搜索到的脉冲信号，检测脉冲信号内部过零点的位置以及个数。本发明利用雷达信号的相邻过零点间隔的差值的绝对值的统计特征，提高了脉冲个数比较少的长脉冲chirp雷达信号的检测概率，同时过滤了其他宽带通信系统的干扰，降低了周期检测的复杂度，降低了雷达信号的漏检概率和虚警概率。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统中信号检测的设计领域，具体地，涉及无线通信系统中雷达信号检测的方法、系统及介质。尤其地，涉及一种无线通信中雷达信号的检测方法和装置。
背景技术
由于现在已有的2.4G和5.8G非授权频段比较拥挤，不同国家和地区开放了更多的非授权5G频段用于无线通信。其中的5250MHZ～5350MHZ以及5470MHZ～5725MHZ频段，可能存在雷达装置，包括气象雷达、军事雷达等。为了避免无线通信系统对雷达装置产生干扰，不同国家和地区的组织要求工作在这个频段的无线通信系统必须具备动态频率选择机制。核心要求是设备具有检测雷达信号的能力，在发现雷达信号后，无线通信系统不能继续在这个频段上进行工作。
欧洲电信标准协会(ETSI)和美国联邦通信委员会(FCC)都对雷达信号的检测给出了具体的要求。按照一个脉冲内的雷达信号的频率变化，ETSI和FCC中需要检测的雷达信号类型分为两类。一类是频率固定不变的单音雷达信号，另外一类是频率随着时间线性变化的chirp雷达信号。其中单音雷达信号的脉冲宽度比较窄，对于ETSI模式单音雷达信号脉冲的宽度在0.5us～15us，FCC模式下的宽度在1us～20us。单音雷达信号都有良好的周期性，对于ETSI脉冲的间隔在250us～5000us，对于FCC脉冲的间隔在150us～3066us。对于chirp雷达信号，脉冲宽度比较长，对于ETSI模式它的脉冲宽度在20us～30us，对于FCC模式它的脉冲宽度在50us～100us。对于ETSI，chirp雷达信号同样具有很好的周期性。但是对于FCC模式，一个脉冲串里面只有1～3个脉冲，当只有一个脉冲，完全不具备周期性，即使有2～3个脉冲，也有很大概率由于脉冲信号没有落在接收窗口内，导致丢失其中的一个脉冲，而失去周期性。
ETSI和FCC要求的雷达信号的检测能量阈值为-64dBm或者-66dBm，是一个很强的信号。对于现有的大部分通信系统，接收功率在-75dBm以下都能有很好的性能。因此需要检测的雷达信号能量都远大于正常接收的能量，在接收信号中以脉冲的形式出现。在这种情况下，不需要利用复杂的相关运算的方法发现雷达信号，可以通过能量阈值发现雷达脉冲。
早期的方法中，当信号中能量超过设定的绝对阈值的脉冲个数超过设定的阈值时，就认为包含雷达信号。这种方法能够保证检测到雷达信号的概率，但是虚警概率很高。由于一旦误判为雷达信号，ETSI和FCC要求设备在30分钟内无法再次使用这个频点，这将大大降低通信系统可用的频谱资源。
后面的技术开始考虑在能量阈值之外，进一步考虑利用雷达脉冲出现的周期性，滤除虚假的雷达信号。这个方法相比早期的方法大大降低了虚警概率，但是同时也带来了新的问题。一方面，周期性检测要求脉冲个数比较多，正如前面提到的对于FCC的部分雷达信号，本身脉冲个数比较少，不具备很好的周期性。由于时分双向通信设备在正常工作的时候要周期性的进行收发操作，会进一步降低落入接收时隙内的脉冲个数。另一方面，由于在5G频段上工作的通信系统比较多，在无线通信环境中，接收到的信号叠加了其他宽带通信系统的干扰。比如5G频段上存在WIFI系统，基于OFDM调制方式的时域信号峰均比很高，以及存在短的控制帧。根据脉冲宽度无法过滤掉这类WIFI信号，这就对周期性检测提出了更高的要求。现有的一些技术中，由于本身是WIFI系统，针对这类脉冲进行了WIFI帧头检测。如果发现这个脉冲中存在WIFI的帧头，则认为不是雷达信号。但是对于非WIFI系统，如果花费资源对WIFI信号进行检测，将大大提高系统的复杂度。
因此需要利用雷达信号自身更多的特征滤除虚假的信号，降低虚警概率。对于雷达脉冲信号来说，单音雷达在整个脉冲宽度内频率保持不变，过零点的间隔就是相位变化超过π的时间，是一个固定的值，因此相邻过零点间隔的差值为0。对于chirp雷达来说，信号的频率在脉冲宽度内线性变换，在大范围内过零点的间隔变化比较大。但是在比较短的时刻内，频率的变化引起的相位变化不是很大。因此对于大部分相邻过零点间隔的差值的绝对值，它的取值都在一个比较小的范围内。而对于普通宽带信号，相位的变化是随机的，过零点是随机分布的，不存在类似的性质，因此可以利用这个特性滤除普通宽带信号。
专利文献CN106385324A(申请号：201510448379.7)公开了一种雷达信号检测方法，所述方法包括：按检测周期循环检测参考信道上是否存在雷达信号，所述检测周期包括检测时间和空闲时间，所述雷达信号包括多个雷达脉冲；当所述参考信道上存在雷达信号时，获取所述雷达信号的雷达周期，所述雷达周期为相邻两个雷达脉冲之间的时间间隔；根据所述雷达周期确定所述雷达信号的类型。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无线通信系统中雷达信号检测的方法、系统及介质。
根据本发明提供的一种无线通信系统中雷达信号检测的方法，包括：
脉冲宽度获取步骤：对检测窗口内的输入信号，搜索脉冲信号，记录下脉冲信号的起始位置和结束位置，获取脉冲信号的脉冲宽度及脉冲周期；
信号过零点检测步骤：根据搜索到的脉冲信号，检测脉冲信号内部过零点的位置以及个数；
过零点分布记录步骤：根据获得的脉冲信号内部过零点的位置，采用过零点间隔统计方法，计算相邻过零点间隔的差值的绝对值，对结果进行统计，获得相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
雷达脉冲获取步骤：根据获得的脉冲宽度及相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况，判断脉冲信号是否为雷达脉冲：若是，则进入雷达信号判断步骤继续执行；否则，则判定不存雷达信号，返回脉冲宽度获取步骤继续执行；
雷达信号判断步骤：根据获得的雷达脉冲，与设定的滑动时间窗口内的其他雷达脉冲信号联合进行检测，判断当前窗口内是否存在雷达信号。
优选地，所述脉冲宽度获取步骤：
所述输入信号为：经过前端放大后的基带信号；
所述脉冲信号为：能量超过设定阈值的信号；
所述检测窗口包括：连续的接收窗口或者时间上分隔开的多个接收窗口；
所述脉冲信号的起始位置为：输入信号的能量大小超过设定的第一能量阈值的时刻；
所述脉冲信号的结束位置为：在所述脉冲的起始位置之后，输入信号的能量大小小于设定的第二能量阈值的时刻；
所述的第一能量阈值和第二能量阈值根据需要检测的雷达信号的最低能量强度，接收信号的能量增益，以及接收信号的饱和值设定。
优选地，所述信号过零点检测步骤：
对每一个脉冲信号单独进行检测，过零点个数初始为零；
所述对每一个脉冲单独进行检测包括：
准备检测步骤：检测当前时刻输入信号的能量是否超过设定的第一能量阈值：如果超过第一能量阈值，则进入进行检测步骤继续执行；否则，则继续检测；
进行检测步骤：当输入信号的实部或虚部的符号位相对于前一个时刻出现翻转时，记录本时刻为过零点位置，过零点个数加1，进入退出检测步骤继续执行；
退出检测步骤：判断当前的输入信号的实部或虚部的绝对值是否超过设定的幅度阈值：如果高于阈值，则返回准备检测步骤；否则，则停留在当前阶段，输出检测到的脉冲信号内部过零点的位置以及个数。
优选地，所述过零点分布记录步骤：
根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的位置以及个数，将相邻的过零点的位置相减，得到过零点时间的间隔；
将相邻的过零点时间的间隔相减，得到相邻过零点间隔的差值；
将相邻过零点间隔的差值取绝对值，得到相邻过零点间隔的差值的绝对值；
将相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布进行统计，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述累积概率统计的间隔根据采样时钟的频率确定；
所述过零点间隔统计方法：
由于雷达脉冲信号的幅度是恒定的，在一个脉冲内，对于单音雷达信号：
单音雷达信号的频率是固定的，则检测的雷达脉冲信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos(2πfrt+θ)
Q(t)＝Arsin(2πfrt+θ)
其中，
I(t)表示雷达信号的实部；
Q(t)表示雷达信号的虚部；
t表示雷达信号持续的时间；
fr表示雷达频率；
Ar表示雷达幅度；
θ表示初始相位；
对雷达信号的实部进行分析，当2πfrti+θ＝(k+0.5)π的时候为第i个过零点，当2πfr(ti+τ1)+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，由此得出相邻过零点的间隔τ1只取决于相位变化π的时间，可以用下面的公式表示：
τ1是一个固定值，因此相邻过零点的间隔的差值Δτ：
Δτ＝0
对于chirp雷达信号：
chirp雷达信号的频率是线性变化的，chirp带宽为bw，脉冲宽度为pw，则频率的变化速率u＝bw/pw，假设fr0是雷达的初始频率，则雷达的频率为fr(t)：
fr(t)＝fr0+ut
经过积分后，chirp雷达信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos[2πfr0t+πut2+θ]
Q(t)＝Arsin[2πfr0t+πut2+θ]
则的时候为第i个过零点，当2πfr0(ti+τ1)+πu(ti+τ1)2+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，当2πfr0(ti+τ2)+πu(ti+τ2)2+θ＝(k+0.5)π+2π的时候为第i+2个过零点，通过解方程可以得到第i+1个过零点相距第i个过零点的位置：
其中，
ti表示第i个过零点出现的时间；
τ1表示雷达信号第i+1个过零点相距第i个过零点的位置；
以及第i+2个过零点相距第i个过零点的位置为：
其中，
τ2表示雷达信号第i+2个过零点相距第i个过零点的位置；
则相邻过零点间隔的差值为：
其中，
Δτi表示第i个相邻过零点间隔的差值；
由于雷达信号变化的速度很快，趋近于0，当的时候，Δτi近似为：
可以得出Δτi的绝对值的结果都集中在0和比较小的值附近，因此对Δτi的绝对值的累积概率分布Pcz(m)进行统计，其中Pcz(m1)表示Δτi小于预设值m1的概率，Pcz(m2)表示Δτi小于预设值m2的概率，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况。
优选地，所述雷达脉冲获取步骤：
脉冲宽度比较步骤：根据获得的脉冲宽度，判断所述的脉冲宽度是否在设定的脉冲宽度阈值范围内：若是，则进入过零点数量判断步骤继续执行；
过零点数量判断步骤：根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的个数，判断所述脉冲信号内部过零点的个数是否小于预设值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号；否则，则进入概率分布特定值判断步骤继续执行；
概率分布特定值判断步骤：根据所述过零点间隔统计方法输出的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况，判断所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布的选定值Pcz(m1)是否大于设定的选定值阈值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号，进入雷达信号判定步骤继续执行；否则，则判定为无效的脉冲信号，返回脉冲宽度获取步骤继续执行；
所述脉冲宽度阈值范围根据检测的雷达信号类型确定；
所述选定值根据检测的雷达信号类型和接收信号能量水平确定。
优选地，所述雷达信号判断步骤：
脉冲提取步骤：将最新的雷达脉冲的起始位置作为滑动时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；
脉冲间隔判断步骤：根据获得的检测窗口内的雷达脉冲，将脉冲宽度的差值小于预设宽度差值的脉冲划分为一组，计算这个组内相邻脉冲的间隔时间，获得脉冲间隔，根据获得的脉冲间隔，获得脉冲间隔的集合，集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，判断集合的大小是否超过设定的个数阈值：若是，则认为存在雷达信号，否指，则进入概率阈值比较步骤继续执行；
概率阈值比较步骤：将脉冲内统计的累计概率Pcz(m2)与设定的概率阈值进行比较：超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，则认为存在雷达信号；
所述设定检测时间窗口的长度根据需要检测的雷达脉冲串持续的时间范围确定。
根据本发明提供的一种无线通信系统中雷达信号检测的系统，包括：
脉冲宽度获取模块：对检测窗口内的输入信号，搜索脉冲信号，记录下脉冲信号的起始位置和结束位置，获取脉冲信号的脉冲宽度及脉冲周期；
信号过零点检测模块：根据搜索到的脉冲信号，检测脉冲信号内部过零点的位置以及个数；
过零点分布记录模块：根据获得的脉冲信号内部过零点的位置，采用过零点间隔统计方法，计算相邻过零点间隔的差值的绝对值，对结果进行统计，获得相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
雷达脉冲获取模块：根据获得的脉冲宽度及相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况，判断脉冲信号是否为雷达脉冲：若是，则进入雷达信号判断模块继续执行；否则，则判定不存雷达信号，调用脉冲宽度获取模块；
雷达信号判断模块：根据获得的雷达脉冲，与设定的滑动时间窗口内的其他雷达脉冲信号联合进行检测，判断当前窗口内是否存在雷达信号。
优选地，所述脉冲宽度获取模块：
所述输入信号为：经过前端放大后的基带信号；
所述脉冲信号为：能量超过设定阈值的信号；
所述检测窗口包括：连续的接收窗口或者时间上分隔开的多个接收窗口；
所述脉冲信号的起始位置为：输入信号的能量大小超过设定的第一能量阈值的时刻；
所述脉冲信号的结束位置为：在所述脉冲的起始位置之后，输入信号的能量大小小于设定的第二能量阈值的时刻；
所述的第一能量阈值和第二能量阈值根据需要检测的雷达信号的最低能量强度，接收信号的能量增益，以及接收信号的饱和值设定；
所述信号过零点检测模块：
对每一个脉冲信号单独进行检测，过零点个数初始为零；
所述对每一个脉冲单独进行检测包括：
准备检测模块：检测当前时刻输入信号的能量是否超过设定的第一能量阈值：如果超过第一能量阈值，则调用进行检测模块；否则，则继续检测；
进行检测模块：当输入信号的实部或虚部的符号位相对于前一个时刻出现翻转时，记录本时刻为过零点位置，过零点个数加1，调用退出检测模块；
退出检测模块：判断当前的输入信号的实部或虚部的绝对值是否超过设定的幅度阈值：如果高于阈值，则调用准备检测模块；否则，则停留在当前阶段，输出检测到的脉冲信号内部过零点的位置以及个数。
优选地，所述过零点分布记录模块：
根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的位置以及个数，将相邻的过零点的位置相减，得到过零点时间的间隔；
将相邻的过零点时间的间隔相减，得到相邻过零点间隔的差值；
将相邻过零点间隔的差值取绝对值，得到相邻过零点间隔的差值的绝对值；
将相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布进行统计，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述累积概率统计的间隔根据采样时钟的频率确定；
所述过零点间隔统计方法：
由于雷达脉冲信号的幅度是恒定的，在一个脉冲内，对于单音雷达信号：
单音雷达信号的频率是固定的，则检测的雷达脉冲信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos(2πfrt+θ)
Q(t)＝Arsin(2πfrt+θ)
其中，
I(t)表示雷达信号的实部；
Q(t)表示雷达信号的虚部；
t表示雷达信号持续的时间；
fr表示雷达频率；
Ar表示雷达幅度；
θ表示初始相位；
对雷达信号的实部进行分析，当2πfrti+θ＝(k+0.5)π的时候为第i个过零点，当2πfr(ti+τ1)+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，由此得出相邻过零点的间隔τ1只取决于相位变化π的时间，可以用下面的公式表示：
τ1是一个固定值，因此相邻过零点的间隔的差值Δτ：
Δτ＝0
对于chirp雷达信号：
chirp雷达信号的频率是线性变化的，chirp带宽为bw，脉冲宽度为pw，则频率的变化速率u＝bw/pw，假设fr0是雷达的初始频率，则雷达的频率为fr(t)：
fr(t)＝fr0+ut
经过积分后，chirp雷达信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos[2πfr0t+πut2+θ]
Q(t)＝Arsin[2πfr0t+πut2+θ]
则的时候为第i个过零点，当2πfr0(ti+τ1)+πu(ti+τ1)2+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，当2πfr0(ti+τ2)+πu(ti+τ2)2+θ＝(k+0.5)π+2π的时候为第i+2个过零点，通过解方程可以得到第i+1个过零点相距第i个过零点的位置：
其中，
ti表示第i个过零点出现的时间；
τ1表示雷达信号第i+1个过零点相距第i个过零点的位置；
以及第i+2个过零点相距第i个过零点的位置为：
其中，
τ2表示雷达信号第i+2个过零点相距第i个过零点的位置；
则相邻过零点间隔的差值为：
其中，
Δτi表示第i个相邻过零点间隔的差值；
由于雷达信号变化的速度很快，趋近于0，当的时候，Δτi近似为：
可以得出Δτi的绝对值的结果都集中在0和比较小的值附近，因此对Δτi的绝对值的累积概率分布Pcz(m)进行统计，其中Pcz(m1)表示Δτi小于预设值m1的概率，Pcz(m2)表示Δτi小于预设值m2的概率，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述雷达脉冲获取模块：
脉冲宽度比较模块：根据获得的脉冲宽度，判断所述的脉冲宽度是否在设定的脉冲宽度阈值范围内：若是，则调用过零点数量判断模块；
过零点数量判断模块：根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的个数，判断所述脉冲信号内部过零点的个数是否小于预设值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号；否则，则调用概率分布特定值判断模块；
概率分布特定值判断模块：根据所述过零点间隔统计方法输出的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况，判断所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布的选定值Pcz(m1)是否大于设定的选定值阈值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号，调用雷达信号判定模块；否则，则判定为无效的脉冲信号，调用脉冲宽度获取模块；
所述脉冲宽度阈值范围根据检测的雷达信号类型确定；
所述选定值根据检测的雷达信号类型和接收信号能量水平确定；
所述雷达信号判断模块：
脉冲提取模块：将最新的雷达脉冲的起始位置作为滑动时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；
脉冲间隔判断模块：根据获得的检测窗口内的雷达脉冲，将脉冲宽度的差值小于预设宽度差值的脉冲划分为一组，计算这个组内相邻脉冲的间隔时间，获得脉冲间隔，根据获得的脉冲间隔，获得脉冲间隔的集合，集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，判断集合的大小是否超过设定的个数阈值：若是，则认为存在雷达信号，否指，则调用概率阈值比较模块；
概率阈值比较模块：将脉冲内统计的累计概率Pcz(m2)与设定的概率阈值进行比较：超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，则认为存在雷达信号；
所述设定检测时间窗口的长度根据需要检测的雷达脉冲串持续的时间范围确定。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明根据接收信号的强度动态调整脉冲检测的阈值，使设备能够在正常工作的时候能够检测雷达信号。本发明对过零点检测进行了优化，在能量满足阈值要求的时候才进入过零点检测状态，在发现过零点后，需要信号的幅度增长超过设定阈值后退出过零点检测过程，过滤了由于干扰叠加引起的信号在零点附近小幅度震荡出现的过零点，避免了误检。对相邻过零点间隔的差值的绝对值的统计，可以提取单音雷达信号和chirp雷达信号的特征，避免了复杂的频域计算和相关运算。另外对于普遍存在的其他宽带通信系统的干扰，由于过零点的分布是随机的，不存在类似的统计规律，因此整个统计特征可以起到很好的过滤效果。
2、本发明利用雷达信号的相邻过零点间隔的差值的绝对值的统计特征，提高了脉冲个数比较少的长脉冲chirp雷达信号的检测概率，同时过滤了其他宽带通信系统的干扰，降低了周期检测的复杂度，降低了雷达信号的漏检概率和虚警概率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的优选例提供的一种工作环境示意图。
图2为本发明的优选例提供的一种雷达信号检测方法的流程示意图。
图3为本发明的优选例提供的一种雷达信号检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种无线通信系统中雷达信号检测的方法，包括：
脉冲宽度获取步骤：对检测窗口内的输入信号，搜索脉冲信号，记录下脉冲信号的起始位置和结束位置，获取脉冲信号的脉冲宽度及脉冲周期；
信号过零点检测步骤：根据搜索到的脉冲信号，检测脉冲信号内部过零点的位置以及个数；
过零点分布记录步骤：根据获得的脉冲信号内部过零点的位置，采用过零点间隔统计方法，计算相邻过零点间隔的差值的绝对值，对结果进行统计，获得相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
雷达脉冲获取步骤：根据获得的脉冲宽度及相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况，判断脉冲信号是否为雷达脉冲：若是，则进入雷达信号判断步骤继续执行；否则，则判定不存雷达信号，返回脉冲宽度获取步骤继续执行；
雷达信号判断步骤：根据获得的雷达脉冲，与设定的滑动时间窗口内的其他雷达脉冲信号联合进行检测，判断当前窗口内是否存在雷达信号。
优选地，所述脉冲宽度获取步骤：
所述输入信号为：经过前端放大后的基带信号；
所述脉冲信号为：能量超过设定阈值的信号；
所述检测窗口包括：连续的接收窗口或者时间上分隔开的多个接收窗口；
所述脉冲信号的起始位置为：输入信号的能量大小超过设定的第一能量阈值的时刻；
所述脉冲信号的结束位置为：在所述脉冲的起始位置之后，输入信号的能量大小小于设定的第二能量阈值的时刻；
所述的第一能量阈值和第二能量阈值根据需要检测的雷达信号的最低能量强度，接收信号的能量增益，以及接收信号的饱和值设定。
优选地，所述信号过零点检测步骤：
对每一个脉冲信号单独进行检测，过零点个数初始为零；
所述对每一个脉冲单独进行检测包括：
准备检测步骤：检测当前时刻输入信号的能量是否超过设定的第一能量阈值：如果超过第一能量阈值，则进入进行检测步骤继续执行；否则，则继续检测；
进行检测步骤：当输入信号的实部或虚部的符号位相对于前一个时刻出现翻转时，记录本时刻为过零点位置，过零点个数加1，进入退出检测步骤继续执行；
退出检测步骤：判断当前的输入信号的实部或虚部的绝对值是否超过设定的幅度阈值：如果高于阈值，则返回准备检测步骤；否则，则停留在当前阶段，输出检测到的脉冲信号内部过零点的位置以及个数。
优选地，所述过零点分布记录步骤：
根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的位置以及个数，将相邻的过零点的位置相减，得到过零点时间的间隔；
将相邻的过零点时间的间隔相减，得到相邻过零点间隔的差值；
将相邻过零点间隔的差值取绝对值，得到相邻过零点间隔的差值的绝对值；
将相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布进行统计，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述累积概率统计的间隔根据采样时钟的频率确定；
所述过零点间隔统计方法：
由于雷达脉冲信号的幅度是恒定的，在一个脉冲内，对于单音雷达信号：
单音雷达信号的频率是固定的，则检测的雷达脉冲信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos(2πfrt+θ)
Q(t)＝Arsin(2πfrt+θ)
其中，
I(t)表示雷达信号的实部；
Q(t)表示雷达信号的虚部；
t表示雷达信号持续的时间；
fr表示雷达频率；
Ar表示雷达幅度；
θ表示初始相位；
对雷达信号的实部进行分析，当2πfrti+θ＝(k+0.5)π的时候为第i个过零点，当2πfr(ti+τ1)+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，由此得出相邻过零点的间隔τ1只取决于相位变化π的时间，可以用下面的公式表示：
τ1是一个固定值，因此相邻过零点的间隔的差值Δτ：
Δτ＝0
对于chirp雷达信号：
chirp雷达信号的频率是线性变化的，chirp带宽为bw，脉冲宽度为pw，则频率的变化速率u＝bw/pw，假设fr0是雷达的初始频率，则雷达的频率为fr(t)：
fr(t)＝fr0+ut
经过积分后，chirp雷达信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos[2πfr0t+πut2+θ]
Q(t)＝Arsin[2πfr0t+πut2+θ]
则的时候为第i个过零点，当2πfr0(ti+τ1)+πu(ti+τ1)2+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，当2πfr0(ti+τ2)+πu(ti+τ2)2+θ＝(k+0.5)π+2π的时候为第i+2个过零点，通过解方程可以得到第i+1个过零点相距第i个过零点的位置：
其中，
ti表示第i个过零点出现的时间；
τ1表示雷达信号第i+1个过零点相距第i个过零点的位置；
以及第i+2个过零点相距第i个过零点的位置为：
其中，
τ2表示雷达信号第i+2个过零点相距第i个过零点的位置；
则相邻过零点间隔的差值为：
其中，
Δτi表示第i个相邻过零点间隔的差值；
由于雷达信号变化的速度很快，趋近于0，当的时候，Δτi近似为：
可以得出Δτi的绝对值的结果都集中在0和比较小的值附近，因此对Δτi的绝对值的累积概率分布Pcz(m)进行统计，其中Pcz(m1)表示Δτi小于预设值m1的概率，Pcz(m2)表示Δτi小于预设值m2的概率，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况。
优选地，所述雷达脉冲获取步骤：
脉冲宽度比较步骤：根据获得的脉冲宽度，判断所述的脉冲宽度是否在设定的脉冲宽度阈值范围内：若是，则进入过零点数量判断步骤继续执行；
过零点数量判断步骤：根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的个数，判断所述脉冲信号内部过零点的个数是否小于预设值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号；否则，则进入概率分布特定值判断步骤继续执行；
概率分布特定值判断步骤：根据所述过零点间隔统计方法输出的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况，判断所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布的选定值Pcz(m1)是否大于设定的选定值阈值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号，进入雷达信号判定步骤继续执行；否则，则判定为无效的脉冲信号，返回脉冲宽度获取步骤继续执行；
所述脉冲宽度阈值范围根据检测的雷达信号类型确定；
所述选定值根据检测的雷达信号类型和接收信号能量水平确定。
优选地，所述雷达信号判断步骤：
脉冲提取步骤：将最新的雷达脉冲的起始位置作为滑动时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；
脉冲间隔判断步骤：根据获得的检测窗口内的雷达脉冲，将脉冲宽度的差值小于预设宽度差值的脉冲划分为一组，计算这个组内相邻脉冲的间隔时间，获得脉冲间隔，根据获得的脉冲间隔，获得脉冲间隔的集合，集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，判断集合的大小是否超过设定的个数阈值：若是，则认为存在雷达信号，否指，则进入概率阈值比较步骤继续执行；
概率阈值比较步骤：将脉冲内统计的累计概率Pcz(m2)与设定的概率阈值进行比较：超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，则认为存在雷达信号；
所述设定检测时间窗口的长度根据需要检测的雷达脉冲串持续的时间范围确定。
本发明提供的无线通信系统中雷达信号检测的系统，可以通过本发明给的无线通信系统中雷达信号检测的方法的步骤流程实现。本领域技术人员可以将所述无线通信系统中雷达信号检测的方法，理解为所述无线通信系统中雷达信号检测的系统的一个优选例。
根据本发明提供的一种无线通信系统中雷达信号检测的系统，包括：
脉冲宽度获取模块：对检测窗口内的输入信号，搜索脉冲信号，记录下脉冲信号的起始位置和结束位置，获取脉冲信号的脉冲宽度及脉冲周期；
信号过零点检测模块：根据搜索到的脉冲信号，检测脉冲信号内部过零点的位置以及个数；
过零点分布记录模块：根据获得的脉冲信号内部过零点的位置，采用过零点间隔统计方法，计算相邻过零点间隔的差值的绝对值，对结果进行统计，获得相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
雷达脉冲获取模块：根据获得的脉冲宽度及相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况，判断脉冲信号是否为雷达脉冲：若是，则进入雷达信号判断模块继续执行；否则，则判定不存雷达信号，调用脉冲宽度获取模块；
雷达信号判断模块：根据获得的雷达脉冲，与设定的滑动时间窗口内的其他雷达脉冲信号联合进行检测，判断当前窗口内是否存在雷达信号。
优选地，所述脉冲宽度获取模块：
所述输入信号为：经过前端放大后的基带信号；
所述脉冲信号为：能量超过设定阈值的信号；
所述检测窗口包括：连续的接收窗口或者时间上分隔开的多个接收窗口；
所述脉冲信号的起始位置为：输入信号的能量大小超过设定的第一能量阈值的时刻；
所述脉冲信号的结束位置为：在所述脉冲的起始位置之后，输入信号的能量大小小于设定的第二能量阈值的时刻；
所述的第一能量阈值和第二能量阈值根据需要检测的雷达信号的最低能量强度，接收信号的能量增益，以及接收信号的饱和值设定；
所述信号过零点检测模块：
对每一个脉冲信号单独进行检测，过零点个数初始为零；
所述对每一个脉冲单独进行检测包括：
准备检测模块：检测当前时刻输入信号的能量是否超过设定的第一能量阈值：如果超过第一能量阈值，则调用进行检测模块；否则，则继续检测；
进行检测模块：当输入信号的实部或虚部的符号位相对于前一个时刻出现翻转时，记录本时刻为过零点位置，过零点个数加1，调用退出检测模块；
退出检测模块：判断当前的输入信号的实部或虚部的绝对值是否超过设定的幅度阈值：如果高于阈值，则调用准备检测模块；否则，则停留在当前阶段，输出检测到的脉冲信号内部过零点的位置以及个数。
优选地，所述过零点分布记录模块：
根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的位置以及个数，将相邻的过零点的位置相减，得到过零点时间的间隔；
将相邻的过零点时间的间隔相减，得到相邻过零点间隔的差值；
将相邻过零点间隔的差值取绝对值，得到相邻过零点间隔的差值的绝对值；
将相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布进行统计，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述累积概率统计的间隔根据采样时钟的频率确定；
所述过零点间隔统计方法：
由于雷达脉冲信号的幅度是恒定的，在一个脉冲内，对于单音雷达信号：
单音雷达信号的频率是固定的，则检测的雷达脉冲信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos(2πfrt+θ)
Q(t)＝Arsin(2πfrt+θ)
其中，
I(t)表示雷达信号的实部；
Q(t)表示雷达信号的虚部；
t表示雷达信号持续的时间；
fr表示雷达频率；
Ar表示雷达幅度；
θ表示初始相位；
对雷达信号的实部进行分析，当2πfrti+θ＝(k+0.5)π的时候为第i个过零点，当2πfr(ti+τ1)+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，由此得出相邻过零点的间隔τ1只取决于相位变化π的时间，可以用下面的公式表示：
τ1是一个固定值，因此相邻过零点的间隔的差值Δτ：
Δτ＝0
对于chirp雷达信号：
chirp雷达信号的频率是线性变化的，chirp带宽为bw，脉冲宽度为pw，则频率的变化速率u＝bw/pw，假设fr0是雷达的初始频率，则雷达的频率为fr(t)：
fr(t)＝fr0+ut
经过积分后，chirp雷达信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos[2πfr0t+πut2+θ]
Q(t)＝Arsin[2πfr0t+πut2+θ]
则的时候为第i个过零点，当2πfr0(ti+τ1)+πu(ti+τ1)2+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，当2πfr0(ti+τ2)+πu(ti+τ2)2+θ＝(k+0.5)π+2π的时候为第i+2个过零点，通过解方程可以得到第i+1个过零点相距第i个过零点的位置：
其中，
ti表示第i个过零点出现的时间；
τ1表示雷达信号第i+1个过零点相距第i个过零点的位置；
以及第i+2个过零点相距第i个过零点的位置为：
其中，
τ2表示雷达信号第i+2个过零点相距第i个过零点的位置；
则相邻过零点间隔的差值为：
其中，
Δτi表示第i个相邻过零点间隔的差值；
由于雷达信号变化的速度很快，趋近于0，当的时候，Δτi近似为：
可以得出Δτi的绝对值的结果都集中在0和比较小的值附近，因此对Δτi的绝对值的累积概率分布Pcz(m)进行统计，其中Pcz(m1)表示Δτi小于预设值m1的概率，Pcz(m2)表示Δτi小于预设值m2的概率，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述雷达脉冲获取模块：
脉冲宽度比较模块：根据获得的脉冲宽度，判断所述的脉冲宽度是否在设定的脉冲宽度阈值范围内：若是，则调用过零点数量判断模块；
过零点数量判断模块：根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的个数，判断所述脉冲信号内部过零点的个数是否小于预设值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号；否则，则调用概率分布特定值判断模块；
概率分布特定值判断模块：根据所述过零点间隔统计方法输出的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况，判断所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布的选定值Pcz(m1)是否大于设定的选定值阈值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号，调用雷达信号判定模块；否则，则判定为无效的脉冲信号，调用脉冲宽度获取模块；
所述脉冲宽度阈值范围根据检测的雷达信号类型确定；
所述选定值根据检测的雷达信号类型和接收信号能量水平确定；
所述雷达信号判断模块：
脉冲提取模块：将最新的雷达脉冲的起始位置作为滑动时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；
脉冲间隔判断模块：根据获得的检测窗口内的雷达脉冲，将脉冲宽度的差值小于预设宽度差值的脉冲划分为一组，计算这个组内相邻脉冲的间隔时间，获得脉冲间隔，根据获得的脉冲间隔，获得脉冲间隔的集合，集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，判断集合的大小是否超过设定的个数阈值：若是，则认为存在雷达信号，否指，则调用概率阈值比较模块；
概率阈值比较模块：将脉冲内统计的累计概率Pcz(m2)与设定的概率阈值进行比较：超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，则认为存在雷达信号；
所述设定检测时间窗口的长度根据需要检测的雷达脉冲串持续的时间范围确定。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法方法的步骤。
下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。
优选例1：
本发明实施例提供一种雷达信号检测方法，应用于终端，终端工作的无线环境如图1所示。自身通信系统中的终端1和终端2在进行正常的无线通信，外部通信设备1和2也可能也在进行通信，此时外部可能存在雷达系统。终端1需要保持正常的通信，同时需要检测是否存在雷达信号。
下面以FCC需要检测的雷达信号为例，对雷达信号检测方法的实施例进行说明。FCC模式需要检测的脉冲宽度为1us～100us，FCC脉冲的间隔在150us～3066us，需要检测的雷达信号的能量强度为-64dBm。设定接收装置的采样率为100MHz。则脉冲宽度的阈值pw_min_thred＝70，pw_max_thred＝10030，滑动检测窗口的长度设置为19ms，最少包含7个3066us间隔的脉冲。接收装置的输入信号的目标能量为target_power，输入信号能够表示的最大能量为receive_power_sat_thred。
步骤101，等待接收时隙的开始，在接收时隙开始一小段时间(比如30us)，前端通过统计当前接收信号的大小actual_rx_power，得到接收的放大增益agc_gain
agc_gain＝target_power-actual_rx_power (1)
则雷达信号经过同样的放大后，
target_radar_power ＝ -64+agc_gain (2)
如果target_radar_power>receive_power_sat_thred，说明如果目标功率的雷达信号，经过放大后的功率将饱和，此时
target_radar_power＝receive_power_sat_thred (3)
否则保持不变。
此时只需要把高能量阈值power_high_thred设置为target_radar_power以下3dB就好了。
power_high_thred＝target_radar_power - 3 (4)
对于低能量阈值的power_low_thred设置，需要综合考虑雷达脉冲可能出现的衰落，以及需要比基底信号更强
power_low_thred＝max(target_radar_power -12, target_power+6) (5)
对于过零点搜索时使用的幅度的阈值data_in_thred，设置为data_in_thred ＝(power_low_thred-3)/2 (6)
在与输入信号比较时，这部分信号需要从dB域转换到实数域，然后进入步骤102。
步骤102，对输入信号，计算信号的能量data_in_power，当信号能量超过了power_high_thred的时候，认为是脉冲的起始位置，进入步骤103；如果发现到达了接收时隙的末尾，回到进入步骤101，否则继续在步骤102进行检测。
步骤103，对输入脉冲信号，获取过零点的位置cz_time，本步骤包含3个阶段，分为准备检测，进行检测和退出检测三个阶段：
(1)在所述准备检测阶段，系统检测当前时刻输入信号的能量data_in_power是否超过设定的高能量阈值power_high_thred，如果超过高能量阈值power_high_thred，则进入进行检测阶段，否则继续停留在这个阶段；
(2)在所述进行检测阶段，当输入信号的实部的符号位相对于前一个时刻出现翻转的时候，则记录本时刻为过零点时刻，过零点个数加1，进入退出检测阶段；
(3)在所述退出检测阶段，对相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布进行统计，计算相邻过零点时间的间隔cz_interval，
cz_interval[k] ＝ cz_time[k]- cz_time[k-1] (7)
相邻cz_interval的差值的绝对值cz_interval_diff_abs的计算方法为cz_interval_diff_abs [k] ＝ abs(cz_interval[k]- cz_interval[k-1]) (8)
设定直方图统计的间隔为2，对cz_interval_diff_abs进行直方图统计；
同时检测data_in_real的绝对值是否超过幅度阈值data_in_thred，如果高于阈值，则再次进入准备检测阶段，否则停留在当前阶段；
在上面三个阶段中，一旦发现data_in_power小于低能量阈值的power_low_thred，则说明脉冲结束，记录下脉冲结束的位置，进入步骤104.如果发现到达了接收时隙的末尾，回到进入步骤101。
步骤104，在信号能量小于power_low_thred的时候，认为脉冲结束；如果脉冲的宽度pw大于等于pw_min_thred，小于等于pw_max_thred，同时根据cz_interval_diff_abs直方图统计的结果，得到累积概率分布Pcz，当cz_interval_diff_abs小于选定的m1的累积概率Pcz(m1)超过给定阈值Pcz_thred_1，则认为是一个有效的雷达脉冲，同时统计cz_interval_diff_abs小于选定的m2的累积概率Pcz(m2)，m1的值大于m2，这样在步骤104判断是否是有效脉冲的时候条件相对松一点，可以让后面周期检测有多一点的脉冲；m2的值比较小，这样在步骤105单独依靠过零点检测的时候条件更严格。进入步骤105；如果不满足雷达脉冲的特征，则重新回到步骤102进行检测；如果过零点个数比较少，比如少于8个，则不对这个比例进行判断，认为满足过零点的条件，防止在直流附近的雷达脉冲信号被滤除；
下面通过具体的计算公式详细说明过零点间隔统计方法对雷达脉冲的检测能力。
雷达信号的幅度是恒定的，在一个脉冲内，对于单音雷达信号的频率是固定的，则采样的雷达信号的实部和虚部可以表示为
I(t)＝Arcos(2πfrt+θ) (9)
Q(t)＝Arsin(2πfrt+θ) (10)
其中，
I(t)表示雷达信号的实部
Q(t)表示雷达信号的虚部
t表示雷达信号持续的时间
fr是雷达频率，Ar是雷达幅度，θ是初始相位。
这里对雷达信号的实部进行分析。对于公式(1)，当2πfrti+θ＝(k+0.5)π的时候为第i个过零点，当2πfr(ti+τ1)+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，由此可以看到相邻过零点的间隔τ1只取决于相位变化π的时间，可以用下面的公式表示
是一个固定值，因此相邻过零点的间隔的差值Δτ
Δτ＝0 (12)
对于chirp雷达信号的频率是线性变化的，chirp带宽为bw，脉冲宽度为pw，则频率的变化速率u＝bw/pw，假设fr0是雷达的初始频率，则雷达的频率为fr(t)
fr(t)＝fr0+ut (13)
经过积分后，chirp雷达信号的实部和虚部可以表示为
I(t)＝Arcos[2πfr0t+πut2+θ] (14)
Q(t)＝Arsin[2πfr0t+πut2+θ] (15)
对于公式(14)，的时候为第i个过零点，当2πfr0(ti+τ1)+πu(ti+τ1)2+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，当2πfr0(ti+τ2)+πu(ti+τ2)2+θ＝(k+0.5)π+2π的时候为第i+2个过零点，通过解方程可以得到第i+1个过零点相距第i个过零点的位置
其中，
ti表示第i个过零点出现的时间；
τ1表示雷达信号第i+1个过零点相距第i个过零点的位置；
以及第i+2个过零点相距第i个过零点的位置为
其中，
τ2表示雷达信号第i+2个过零点相距第i个过零点的位置；
则相邻过零点间隔的差值为
其中，
Δτi表示第i个相邻过零点间隔的差值；
由于雷达信号变化的速度很快，趋近于0，当的时候，上面的式子近似为
可以看到大部分Δτi的绝对值的结果都集中在0和比较小的值附近。因此对Δτi的绝对值的累积概率分布Pcz(m)进行统计，其中Pcz(m)表示Δτi小于m的概率。对于雷达信号，当m比较小的时候，Pcz(m)的取值已经比较大。对于普通的宽度信号干扰，由于过零点是随机分布的，因此当m比较小的时候，Pcz(m)的取值也很小，由此得到了一个很好的特征，可以用于发现雷达信号，过滤干扰。
步骤105，将最新的雷达脉冲的起始位置作为检测时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；将具有相近脉冲宽度的脉冲划分为一组，检测这个组内相邻脉冲的间隔时间，当两个脉冲间隔的差值小于设定的窗口阈值，认为属于同一个雷达信号；定义一个脉冲间隔的集合，这个集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，当这个集合的大小超过设定个数阈值的时候，则认为存在雷达信号；另外将脉冲内统计的累计概率Pcz(m2)与设定的概率阈值Pcz_thred_2进行比较，此时的概率阈值设置比步骤104更加严格，如果超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，也认为存在雷达信号。通常概率阈值和个数阈值可以使用多个组合。比如对于比较大的概率阈值，可以配合使用比较小的个数阈值；对于比较小的概率阈值，可以配合使用比较大的个数阈值。只要其中一组组合满足，就认为通过的要求，这样才能更好的在虚警和漏检概率中取得更好的平衡。
一种雷达信号检测装置20，如图3所示，包括
前处理单元201，等待接收时隙的到来，在接收时隙的开始阶段统计输入信号能量强度，调整前端放大增益，使接收的能量方法到目标能量水平，然后根据放大增益，装置的饱和能量阈值和雷达的检测能量阈值，设置用于脉冲检测和过零点检测的阈值；
脉冲检测单元202，用于检测输入信号的能量是否超过设定的高能量阈值，将第一次输入信号能量超过高能量阈值的时刻认为是脉冲的起始位置；在此之后，输入信号能量小于低能量阈值的时刻认为呢是脉冲的结束位置；记录下脉冲的起始位置和脉冲宽度；
过零点检测单元203，用于获取脉冲信号内部过零点的位置以及个数，统计相邻过零点的间隔的差值的绝对值的累积概率分布；
脉冲预处理单元204，在脉冲结束的时刻，对脉冲的宽度和过零点的分布，判断当前脉冲是否为雷达脉冲，记录有效脉冲的起始时间、宽度和相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布；
脉冲后处理单元205，将最新的雷达脉冲的起始位置作为检测时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置；从存储器中读取这个检测窗口内的雷达脉冲信息，对于在这个检测窗口以外的旧的雷达脉冲信息，可以选择丢弃，释放存储资源；将具有相近脉冲宽度的脉冲划分为一组，检测这个组内相邻脉冲的间隔时间，如果存在设定阈值个数接近的脉冲间隔，则认为存在雷达信号；将脉冲内统计的累计概率与设定的概率阈值进行比较，超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，也认为存在雷达信号。
优选例2：
如图2所示，一种无线通信系统中雷达信号检测的方法，所述方法包含：
对检测窗口内的输入信号，搜索是否存在脉冲信号，所述输入信号为经过前端放大后的基带信号，所述脉冲为能量超过设定阈值的信号，所述检测窗口可以包含连续的接收窗口，或者时间上分隔开的多个接收窗口；
当所述信号中存在脉冲信号时，获取脉冲宽度，所述脉冲宽度为脉冲的起始位置和结束位置的距离；
当所述信号中存在脉冲信号时，获取脉冲信号内部过零点的位置以及个数，所述过零点为输入信号的实部或者虚部的符号位出现翻转的时间点；
当所述信号中出现过零点时，计算相邻过零点间隔的差值的绝对值，对结果进行统计，所述统计为记录相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况；
在所述统计完成后，根据统计的分布情况和脉冲的宽度是否满足设定的阈值，确定所述脉冲是否为雷达脉冲；
当所述脉冲是雷达脉冲时，记录下脉冲的起始时间、宽度和相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况；
当所述检测窗口内出现新的雷达脉冲后，需要与设定的滑动时间窗口内的其他雷达脉冲信号联合进行检测，结合脉冲信号的周期，脉冲的宽度，以及满足过零点阈值的脉冲个数，判断当前窗口内是否存在雷达信号。
一种无线通信系统中雷达信号检测的装置，包含：
前处理单元，用于在接收时隙开始的时候统计输入信号能量强度，调整前端放大增益，根据放大增益和雷达类型，设置阈值；
脉冲检测单元，用于检测输入信号是否包含脉冲信号，以及脉冲的边界，所述脉冲的边界包含脉冲的起始位置和结束位置；
过零点检测单元，用于获取脉冲信号内部过零点的位置以及个数，统计相邻过零点的间隔的差值的绝对值的累积概率分布；
脉冲预处理单元，根据脉冲的宽度和过零点的分布，判断当前脉冲是否为雷达脉冲，记录有效脉冲的起始时间、宽度和相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布；
脉冲后处理单元，根据之前时间窗口内的有效脉冲信息，判断当前时间窗口内是否存在雷达信号。
所述的脉冲的起始位置和结束位置，包含：
当所述输入信号的能量大小超过设定的高能量阈值的时刻，认为是脉冲的起始位置；
在所述脉冲的起始位置之后，如果所述输入信号的能量大小小于设定的低能量阈值，认为是脉冲的结束位置；
所述的高能量阈值和低能量阈值根据需要检测的雷达信号的最低能量强度，接收信号的能量增益，以及接收信号的饱和值设定。
所述的获取过零点的位置和个数，包含：
所述过零点检测对每一个脉冲单独进行，过零点个数初始为零；对于所述每一个过零点检测分为准备检测，进行检测和退出检测三个阶段；
在所述准备检测阶段，系统检测当前时刻输入信号的能量是否超过设定的高能量阈值，如果超过高能量阈值，则进入进行检测阶段，否则继续停留在这个阶段；
在所述进行检测阶段，当输入信号的实部的符号位相对于前一个时刻出现翻转的时候，则记录本时刻为过零点时刻，过零点个数加1，进入退出检测阶段；
在所述退出检测阶段，需要当前的输入信号的实部的绝对值超过设定的幅度阈值，如果高于阈值，则进入准备检测阶段，否则停留在当前阶段；
在所述的检测阶段和退出检测阶段，也可以使用输入信号的虚部进行比较。
所述的获取相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布，包含：
将当前过零点与前一个过零点的位置相减，得到过零点时间的间隔；
将所述相邻的过零点时间的间隔相减，得到相邻过零点间隔的差值；
将所述的相邻过零点间隔的差值取绝对值，得到相邻过零点间隔的差值的绝对值；
将所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布进行统计，所述累积概率统计的间隔根据采样时钟的频率确定；无线信号是一个连续时间信号，需要通过采样时钟将连续信号采样为时间离散的信号。专利里面描述的过零点的位置、差值都是以单个采样点持续的时间为单位计数的。不同通信系统的采样时钟的频率不同，这个时间单位的长短也就不同，设置的统计间隔也就不同了。采样时钟频率越高，单位时间内的采样点个数越多，这个统计间隔也就越大。
所述的判断脉冲是否是雷达脉冲，包含：
将所述的脉冲宽度与设定的上限和下限进行比较，需要落在设定的范围内，所述脉冲宽度的上限和下限根据检测的雷达信号类型确定；
根据将所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布的选定值与设定的阈值进行比较，需要大于设定的阈值，所述选定值根据检测的雷达信号类型和接收信号能量水平确定；如果脉冲内过零点个数太少，则不对这个阈值进行检测，默认满足要求；
当上面两个条件都满足要求的时候，才认为这个脉冲是有效的雷达脉冲，否则认为是无效的脉冲；
所述的判断设定的滑动时间窗口内是否包含雷达信号，包含：
将最新的雷达脉冲的起始位置作为滑动时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；
所述设定检测时间窗口的长度根据需要检测的雷达脉冲串持续的时间范围确定；
将具有相近脉冲宽度的脉冲划分为一组，计算这个组内相邻脉冲的间隔时间，得到脉冲间隔；当两个脉冲间隔的差值小于设定的窗口阈值，认为属于同一个雷达信号；定义一个脉冲间隔的集合，这个集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，当这个集合的大小超过设定个数阈值的时候，则认为存在雷达信号；
将脉冲内统计的累计概率与设定的概率阈值进行比较，超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，则认为存在雷达信号。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种无线通信系统中雷达信号检测的方法，其特征在于，包括：
脉冲宽度获取步骤：对检测窗口内的输入信号，搜索脉冲信号，记录下脉冲信号的起始位置和结束位置，获取脉冲信号的脉冲宽度及脉冲周期；
信号过零点检测步骤：根据搜索到的脉冲信号，检测脉冲信号内部过零点的位置以及个数；
过零点分布记录步骤：根据获得的脉冲信号内部过零点的位置，采用过零点间隔统计方法，计算相邻过零点间隔的差值的绝对值，对结果进行统计，获得相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
雷达脉冲获取步骤：根据获得的脉冲宽度及相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况，判断脉冲信号是否为雷达脉冲：若是，则进入雷达信号判断步骤继续执行；否则，则判定不存雷达信号，返回脉冲宽度获取步骤继续执行；
雷达信号判断步骤：根据获得的雷达脉冲，与设定的滑动时间窗口内的其他雷达脉冲信号联合进行检测，判断当前窗口内是否存在雷达信号。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法，其特征在于，所述脉冲宽度获取步骤：
所述输入信号为：经过前端放大后的基带信号；
所述脉冲信号为：能量超过设定阈值的信号；
所述检测窗口包括：连续的接收窗口或者时间上分隔开的多个接收窗口；
所述脉冲信号的起始位置为：输入信号的能量大小超过设定的第一能量阈值的时刻；
所述脉冲信号的结束位置为：在所述脉冲的起始位置之后，输入信号的能量大小小于设定的第二能量阈值的时刻；
所述的第一能量阈值和第二能量阈值根据需要检测的雷达信号的最低能量强度，接收信号的能量增益，以及接收信号的饱和值设定。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法，其特征在于，所述信号过零点检测步骤：
对每一个脉冲信号单独进行检测，过零点个数初始为零；
所述对每一个脉冲单独进行检测包括：
准备检测步骤：检测当前时刻输入信号的能量是否超过设定的第一能量阈值：如果超过第一能量阈值，则进入进行检测步骤继续执行；否则，则继续检测；
进行检测步骤：当输入信号的实部或虚部的符号位相对于前一个时刻出现翻转时，记录本时刻为过零点位置，过零点个数加1，进入退出检测步骤继续执行；
退出检测步骤：判断当前的输入信号的实部或虚部的绝对值是否超过设定的幅度阈值：如果高于阈值，则返回准备检测步骤；否则，则停留在当前阶段，输出检测到的脉冲信号内部过零点的位置以及个数。
4.根据权利要求3所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法，其特征在于，所述过零点分布记录步骤：
根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的位置以及个数，将相邻的过零点的位置相减，得到过零点时间的间隔；
将相邻的过零点时间的间隔相减，得到相邻过零点间隔的差值；
将相邻过零点间隔的差值取绝对值，得到相邻过零点间隔的差值的绝对值；
将相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布进行统计，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述累积概率统计的间隔根据采样时钟的频率确定；
所述过零点间隔统计方法：
由于雷达脉冲信号的幅度是恒定的，在一个脉冲内，对于单音雷达信号：
单音雷达信号的频率是固定的，则检测的雷达脉冲信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos(2πfrt+θ)
Q(t)＝Arsin(2πfrt+θ)
其中，
I(t)表示雷达信号的实部；
Q(t)表示雷达信号的虚部；
t表示雷达信号持续的时间；
fr表示雷达频率；
Ar表示雷达幅度；
θ表示初始相位；
对雷达信号的实部进行分析，当2πfrti+θ＝(k+0.5)π的时候为第i个过零点，当2πfr(ti+τ1)+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，由此得出相邻过零点的间隔τ1只取决于相位变化π的时间，可以用下面的公式表示：
τ1是一个固定值，因此相邻过零点的间隔的差值Δτ：
Δτ＝0
对于chirp雷达信号：
chirp雷达信号的频率是线性变化的，chirp带宽为bw，脉冲宽度为pw，则频率的变化速率u＝bw/pw，假设fr0是雷达的初始频率，则雷达的频率为fr(t)：
fr(t)＝fr0+ut
经过积分后，chirp雷达信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos[2πfr0t+πut2+θ]
Q(t)＝Arsin[2πfr0t+πut2+θ]
则的时候为第i个过零点，当2πfr0(ti+τ1)+πu(ti+τ1)2+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，当2πfr0(ti+τ2)+πu(ti+τ2)2+θ＝(k+0.5)π+2π的时候为第i+2个过零点，通过解方程可以得到第i+1个过零点相距第i个过零点的位置：
其中，
ti表示第i个过零点出现的时间；
τ1表示雷达信号第i+1个过零点相距第i个过零点的位置；
以及第i+2个过零点相距第i个过零点的位置为：
其中，
τ2表示雷达信号第i+2个过零点相距第i个过零点的位置；
则相邻过零点间隔的差值为：
其中，
Δτi表示第i个相邻过零点间隔的差值；
由于雷达信号变化的速度很快，趋近于0，当的时候，Δτi近似为：
可以得出Δτi的绝对值的结果都集中在0和比较小的值附近，因此对Δτi的绝对值的累积概率分布Pcz(m)进行统计，其中Pcz(m1)表示Δτi小于预设值m1的概率，Pcz(m2)表示Δτi小于预设值m2的概率，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法，其特征在于，所述雷达脉冲获取步骤：
脉冲宽度比较步骤：根据获得的脉冲宽度，判断所述的脉冲宽度是否在设定的脉冲宽度阈值范围内：若是，则进入过零点数量判断步骤继续执行；
过零点数量判断步骤：根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的个数，判断所述脉冲信号内部过零点的个数是否小于预设值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号；否则，则进入概率分布特定值判断步骤继续执行；
概率分布特定值判断步骤：根据所述过零点间隔统计方法输出的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况，判断所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布的选定值Pcz(m1)是否大于设定的选定值阈值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号，进入雷达信号判定步骤继续执行；否则，则判定为无效的脉冲信号，返回脉冲宽度获取步骤继续执行；
所述脉冲宽度阈值范围根据检测的雷达信号类型确定；
所述选定值根据检测的雷达信号类型和接收信号能量水平确定。
6.根据权利要求5所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法，其特征在于，所述雷达信号判断步骤：
脉冲提取步骤：将最新的雷达脉冲的起始位置作为滑动时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；
脉冲间隔判断步骤：根据获得的检测窗口内的雷达脉冲，将脉冲宽度的差值小于预设宽度差值的脉冲划分为一组，计算这个组内相邻脉冲的间隔时间，获得脉冲间隔，根据获得的脉冲间隔，获得脉冲间隔的集合，集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，判断集合的大小是否超过设定的个数阈值：若是，则认为存在雷达信号，否指，则进入概率阈值比较步骤继续执行；
概率阈值比较步骤：将脉冲内统计的累计概率Pcz(m2)与设定的概率阈值进行比较：超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，则认为存在雷达信号；
所述设定检测时间窗口的长度根据需要检测的雷达脉冲串持续的时间范围确定。
7.一种无线通信系统中雷达信号检测的系统，其特征在于，包括：
脉冲宽度获取模块：对检测窗口内的输入信号，搜索脉冲信号，记录下脉冲信号的起始位置和结束位置，获取脉冲信号的脉冲宽度及脉冲周期；
信号过零点检测模块：根据搜索到的脉冲信号，检测脉冲信号内部过零点的位置以及个数；
过零点分布记录模块：根据获得的脉冲信号内部过零点的位置，采用过零点间隔统计方法，计算相邻过零点间隔的差值的绝对值，对结果进行统计，获得相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
雷达脉冲获取模块：根据获得的脉冲宽度及相邻过零点间隔的差值的绝对值的分布情况，判断脉冲信号是否为雷达脉冲：若是，则进入雷达信号判断模块继续执行；否则，则判定不存雷达信号，调用脉冲宽度获取模块；
雷达信号判断模块：根据获得的雷达脉冲，与设定的滑动时间窗口内的其他雷达脉冲信号联合进行检测，判断当前窗口内是否存在雷达信号。
8.根据权利要求7所述的无线通信系统中雷达信号检测的系统，其特征在于，所述脉冲宽度获取模块：
所述输入信号为：经过前端放大后的基带信号；
所述脉冲信号为：能量超过设定阈值的信号；
所述检测窗口包括：连续的接收窗口或者时间上分隔开的多个接收窗口；
所述脉冲信号的起始位置为：输入信号的能量大小超过设定的第一能量阈值的时刻；
所述脉冲信号的结束位置为：在所述脉冲的起始位置之后，输入信号的能量大小小于设定的第二能量阈值的时刻；
所述的第一能量阈值和第二能量阈值根据需要检测的雷达信号的最低能量强度，接收信号的能量增益，以及接收信号的饱和值设定；
所述信号过零点检测模块：
对每一个脉冲信号单独进行检测，过零点个数初始为零；
所述对每一个脉冲单独进行检测包括：
准备检测模块：检测当前时刻输入信号的能量是否超过设定的第一能量阈值：如果超过第一能量阈值，则调用进行检测模块；否则，则继续检测；
进行检测模块：当输入信号的实部或虚部的符号位相对于前一个时刻出现翻转时，记录本时刻为过零点位置，过零点个数加1，调用退出检测模块；
退出检测模块：判断当前的输入信号的实部或虚部的绝对值是否超过设定的幅度阈值：如果高于阈值，则调用准备检测模块；否则，则停留在当前阶段，输出检测到的脉冲信号内部过零点的位置以及个数。
9.根据权利要求8所述的无线通信系统中雷达信号检测的系统，其特征在于，所述过零点分布记录模块：
根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的位置以及个数，将相邻的过零点的位置相减，得到过零点时间的间隔；
将相邻的过零点时间的间隔相减，得到相邻过零点间隔的差值；
将相邻过零点间隔的差值取绝对值，得到相邻过零点间隔的差值的绝对值；
将相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布进行统计，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述累积概率统计的间隔根据采样时钟的频率确定；
所述过零点间隔统计方法：
由于雷达脉冲信号的幅度是恒定的，在一个脉冲内，对于单音雷达信号：
单音雷达信号的频率是固定的，则检测的雷达脉冲信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos(2πfrt+θ)
Q(t)＝Arsin(2πfrt+θ)
其中，
I(t)表示雷达信号的实部；
Q(t)表示雷达信号的虚部；
t表示雷达信号持续的时间；
fr表示雷达频率；
Ar表示雷达幅度；
θ表示初始相位；
对雷达信号的实部进行分析，当2πfrti+θ＝(k+0.5)π的时候为第i个过零点，当2πfr(ti+τ1)+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，由此得出相邻过零点的间隔τ1只取决于相位变化π的时间，可以用下面的公式表示：
τ1是一个固定值，因此相邻过零点的间隔的差值Δτ：
Δτ＝0
对于chirp雷达信号：
chirp雷达信号的频率是线性变化的，chirp带宽为bw，脉冲宽度为pw，则频率的变化速率u＝bw/pw，假设fr0是雷达的初始频率，则雷达的频率为fr(t)：
fr(t)＝fr0+ut
经过积分后，chirp雷达信号的实部和虚部可以表示为：
I(t)＝Arcos[2πfr0t+πut2+θ]
Q(t)＝Arsin[2πfr0t+πut2+θ]
则的时候为第i个过零点，当2πfr0(ti+τ1)+πu(ti+τ1)2+θ＝(k+0.5)π+π的时候为第i+1个过零点，当2πfr0(ti+τ2)+πu(ti+τ2)2+θ＝(k+0.5)π+2π的时候为第i+2个过零点，通过解方程可以得到第i+1个过零点相距第i个过零点的位置：
其中，
ti表示第i个过零点出现的时间；
τ1表示雷达信号第i+1个过零点相距第i个过零点的位置；
以及第i+2个过零点相距第i个过零点的位置为：
其中，
τ2表示雷达信号第i+2个过零点相距第i个过零点的位置；
则相邻过零点间隔的差值为：
其中，
Δτi表示第i个相邻过零点间隔的差值；
由于雷达信号变化的速度很快，趋近于0，当的时候，Δτi近似为：
可以得出Δτi的绝对值的结果都集中在0和比较小的值附近，因此对Δτi的绝对值的累积概率分布Pcz(m)进行统计，其中Pcz(m1)表示Δτi小于预设值m1的概率，Pcz(m2)表示Δτi小于预设值m2的概率，输出相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况；
所述雷达脉冲获取模块：
脉冲宽度比较模块：根据获得的脉冲宽度，判断所述的脉冲宽度是否在设定的脉冲宽度阈值范围内：若是，则调用过零点数量判断模块；
过零点数量判断模块：根据获得的检测的脉冲信号内部过零点的个数，判断所述脉冲信号内部过零点的个数是否小于预设值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号；否则，则调用概率分布特定值判断模块；
概率分布特定值判断模块：根据所述过零点间隔统计方法输出的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布情况，判断所述的相邻过零点间隔的差值的绝对值的累积概率分布的选定值Pcz(m1)是否大于设定的选定值阈值：若是，则判定所述脉冲信号是有效的雷达脉冲信号，调用雷达信号判定模块；否则，则判定为无效的脉冲信号，调用脉冲宽度获取模块；
所述脉冲宽度阈值范围根据检测的雷达信号类型确定；
所述选定值根据检测的雷达信号类型和接收信号能量水平确定；
所述雷达信号判断模块：
脉冲提取模块：将最新的雷达脉冲的起始位置作为滑动时间窗口的结束位置，减去检测窗口的长度，回溯至检测窗口的起始位置，将在这个检测窗口内的雷达脉冲全部提取出来；
脉冲间隔判断模块：根据获得的检测窗口内的雷达脉冲，将脉冲宽度的差值小于预设宽度差值的脉冲划分为一组，计算这个组内相邻脉冲的间隔时间，获得脉冲间隔，根据获得的脉冲间隔，获得脉冲间隔的集合，集合中任意两个脉冲间隔的差值都小于设定的窗口阈值，判断集合的大小是否超过设定的个数阈值：若是，则认为存在雷达信号，否指，则调用概率阈值比较模块；
概率阈值比较模块：将脉冲内统计的累计概率Pcz(m2)与设定的概率阈值进行比较：超过阈值的脉冲个数超过设定的个数后，则认为存在雷达信号；
所述设定检测时间窗口的长度根据需要检测的雷达脉冲串持续的时间范围确定。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的无线通信系统中雷达信号检测的方法方法的步骤。
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